HUBUNGAN TEKANAN DENGAN GERAK PARTIKEL

Bayangkan gas ini dimasukkan ke dalam kubus yang panjang rusuknya L. Kubus ditempatkan sedemikian rupa sehingga rusuknya sejajar dengan sumbu-sumbu koordinat.

Andaikanlah jumlah atom dalam kubus banyaknya N. jadi atom sebanyak N/3 bergerak hilir mudik sejajar sumbu x dengan kecepatan v_ras. Tiap kali tumbukan atom dengan permukaan ABCD kecepatan itu berubah dari + vras menjadi -vras. Jadi partikel mengalami perubahan momentum m (-vras)  - m(+vras) = - 2m vras

Sebaliknya partikel memberikan momentum sebesar +2m vras kepada dinding.

Selang waktu antara dua buah tumbukan berturut-turut antara atom dengan permukaan ABCD sama dengan waktu yang diperlukan oleh atom untuk bergerak ke dinding yang satu dan kembali, atau menempuh jarak 2 L.

t = 2L/Vras

 t = selang waktu antara dua tumbukan.

Karena impuls sama dengan perubahan momentum, maka dapat dinyatakan bahwa :

F . t = 2 m vras

F . 2L/Vras= 2 m vras

Maka gaya rata-rata untuk satu atom dapat dinyatakan dengan persamaan :

F= m.V2(kuadrat) ras / L

Jadi untuk gaya rata-rata  N/3 atom dapat dinyatakan dengan persamaan :

F = N/3 . m.V2(kuadrat) ras / L 

Tekanan rata-rata  pada permukaan ialah hasil bagi antara gaya dengan luas bidang tekan. Jadi :

P = N/3 . m.V2(kuadrat) ras . L

Karena L³ = Volume kubus (V)   Nm = massa gas dengan N atom. dan N/V sama dengan massa jenis gas, maka dapat dinyatakan : 

P = N/3 . m.V2(kuadrat) ras / V

    

P = tekanan gas                       satuan : N/m²

m = massa atom                      satuan : kg

vras = kecepatan atom            satuan : m/det

V = volume gas                       satuan : m³

Persamaan ini menunjukkan hubungan antara tekanan dengan energi kinetik atom atau partikel.